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    今年9月，“天河一號(hào)”———我國(guó)首臺(tái)千萬(wàn)億次超級(jí)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的13排計(jì)算機(jī)柜在天津超算中心全部安裝到位，開(kāi)始進(jìn)行系統(tǒng)調(diào)試并分步提交用戶使用。

    國(guó)防科技大學(xué)研制的“天河一號(hào)”，作為“十一五”期間“高效能計(jì)算機(jī)及網(wǎng)格服務(wù)環(huán)境”重大項(xiàng)目的階段性成果，在多項(xiàng)技術(shù)上取得了關(guān)鍵性突破。2009年11月發(fā)布的全球超級(jí)計(jì)算機(jī)500強(qiáng)排行榜中，“天河一號(hào)”以每秒1206萬(wàn)億次的峰值速度和每秒563.1萬(wàn)億次的浮點(diǎn)運(yùn)算速度名列第五，使我國(guó)成為繼美國(guó)之后世界上第二個(gè)成功研制千萬(wàn)億次超級(jí)計(jì)算機(jī)的國(guó)家。

    早在“九五”期間，我國(guó)就開(kāi)始了“863”計(jì)劃重點(diǎn)項(xiàng)目“國(guó)家高性能計(jì)算環(huán)境”的研究；“十五”期間，設(shè)立了“863”計(jì)劃“高性能計(jì)算機(jī)及其核心軟件”重大專項(xiàng)；根據(jù)國(guó)際國(guó)內(nèi)相關(guān)領(lǐng)域發(fā)展情況，科技部在“十一五”863計(jì)劃中設(shè)立了“高效能計(jì)算機(jī)及網(wǎng)格服務(wù)環(huán)境”重大項(xiàng)目。這一重大項(xiàng)目的總體目標(biāo)是：研制成功每秒千萬(wàn)億次浮點(diǎn)計(jì)算的高效能計(jì)算機(jī)，建成具有300萬(wàn)億次以上聚合浮點(diǎn)計(jì)算能力和1000萬(wàn)億字節(jié)以上存儲(chǔ)能力的中國(guó)國(guó)家網(wǎng)格服務(wù)與應(yīng)用環(huán)境，支撐信息化重要應(yīng)用。

    據(jù)該項(xiàng)目總體組組長(zhǎng)錢(qián)德沛介紹，“十一五”期間，高效能計(jì)算機(jī)的研發(fā)模式基本參照“十五”模式，集中于機(jī)器制造、網(wǎng)格建設(shè)、軟件開(kāi)發(fā)、產(chǎn)業(yè)應(yīng)用4個(gè)方面。

    根據(jù)技術(shù)攻關(guān)和應(yīng)用需求實(shí)際狀況，“十一五”“863”計(jì)劃千萬(wàn)億次超級(jí)計(jì)算機(jī)的研制分兩步走。第一期研制百萬(wàn)億次高效能計(jì)算機(jī)，突破千萬(wàn)億次機(jī)的關(guān)鍵技術(shù)；233萬(wàn)億次的曙光5000A系統(tǒng)和157萬(wàn)億次的聯(lián)想深騰7000系統(tǒng)就是這一期的研究成果。

    百萬(wàn)億次超級(jí)計(jì)算機(jī)的研制，為千萬(wàn)億次的研發(fā)提供了寶貴經(jīng)驗(yàn)。項(xiàng)目第二期即支持了“天河一號(hào)”和“曙光星云”兩臺(tái)千萬(wàn)億次系統(tǒng)的研制，這兩臺(tái)千萬(wàn)億次高效能計(jì)算機(jī)在系統(tǒng)性能上已達(dá)到世界領(lǐng)先水平，中科院計(jì)算所和曙光公司研制的“曙光星云”系統(tǒng)，更是在2010年6月的全球超級(jí)計(jì)算機(jī)TOP500中位居第二。

    “曙光星云”峰值性能達(dá)到每秒3000萬(wàn)億次，實(shí)測(cè)浮點(diǎn)運(yùn)算性能每秒1271萬(wàn)億次，是中國(guó)第一臺(tái)、世界第三臺(tái)實(shí)現(xiàn)雙精度浮點(diǎn)計(jì)算超千萬(wàn)億次的超級(jí)計(jì)算機(jī)。

    “天河一號(hào)”和“曙光星云”的研制成功，標(biāo)志著我國(guó)高效能計(jì)算機(jī)的研制能力和技術(shù)水平達(dá)到新的高度，同時(shí)為以計(jì)算方法解決國(guó)家面臨的重大挑戰(zhàn)性問(wèn)題，提供了強(qiáng)有力手段。它們分別安裝于天津和深圳的超算中心，正處于部署調(diào)試階段，年底即可全部投入運(yùn)行。

    中國(guó)國(guó)家網(wǎng)格的建設(shè)也取得了長(zhǎng)足發(fā)展，“現(xiàn)在中國(guó)國(guó)家網(wǎng)格采用的是第四版網(wǎng)格軟件，功能更強(qiáng)，系統(tǒng)更穩(wěn)定。重大項(xiàng)目支持的高效能計(jì)算和網(wǎng)格應(yīng)用達(dá)到了19個(gè)，而‘十五’期間只有8個(gè)。”錢(qián)德沛說(shuō)，“中國(guó)國(guó)家網(wǎng)格的未來(lái)發(fā)展不可限量。”

    “863”計(jì)劃高效能計(jì)算領(lǐng)域重大項(xiàng)目設(shè)立之初，就提出了“頂天立地”的戰(zhàn)略方針。所謂“頂天”，是指在技術(shù)上要有所創(chuàng)新，搞出一批在世界上領(lǐng)先的高技術(shù)；“立地”則指技術(shù)發(fā)展要扎根于產(chǎn)業(yè)土壤，為產(chǎn)業(yè)尤其是高技術(shù)企業(yè)成長(zhǎng)服務(wù)，以實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化為目標(biāo)，在產(chǎn)品實(shí)際應(yīng)用中創(chuàng)造出良好經(jīng)濟(jì)效益。

    項(xiàng)目實(shí)施過(guò)程充分發(fā)揮了科研院所、公司企業(yè)、超算中心三方優(yōu)勢(shì)。研發(fā)進(jìn)程中，無(wú)論是研究所牽頭還是院校牽頭，都是本著同一目的，協(xié)力為產(chǎn)業(yè)化和應(yīng)用服務(wù)。以“天河一號(hào)”的研發(fā)為例，國(guó)防科技大學(xué)作為課題承擔(dān)單位，浪潮（北京）電子信息產(chǎn)業(yè)有限公司、國(guó)家超級(jí)計(jì)算天津中心作為協(xié)作單位，共同承擔(dān)了千萬(wàn)億次高效能計(jì)算機(jī)的研制任務(wù)。根據(jù)課題特點(diǎn)和單位自身情況，這3家單位緊密協(xié)作，取長(zhǎng)補(bǔ)短。國(guó)防科技大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院利用其技術(shù)實(shí)力強(qiáng)的優(yōu)勢(shì)，承擔(dān)了關(guān)鍵技術(shù)突破等關(guān)鍵技術(shù)性工作。浪潮（北京）電子信息產(chǎn)業(yè)有限公司利用其對(duì)外合作渠道廣、產(chǎn)品化能力強(qiáng)等特點(diǎn)，承擔(dān)了主板設(shè)計(jì)與固件設(shè)計(jì)，并利用對(duì)外渠道保證了系統(tǒng)技術(shù)突破和生產(chǎn)的順利進(jìn)行。國(guó)家超級(jí)計(jì)算天津中心在系統(tǒng)研制過(guò)程中大力開(kāi)展應(yīng)用推廣和試算，并專門(mén)組織人力為各應(yīng)用單位進(jìn)行技術(shù)培訓(xùn)，使千萬(wàn)億次計(jì)算機(jī)系統(tǒng)尚未落戶即已初步積累了一批用戶。

    這種產(chǎn)學(xué)研用相結(jié)合的方式大大提高了研發(fā)效率，使研究成果最大化、應(yīng)用效果最優(yōu)化，真正實(shí)現(xiàn)了高科技落地。在這一過(guò)程中，企業(yè)的作用日漸重要，曙光、聯(lián)想、浪潮等企業(yè)均在國(guó)家“863”計(jì)劃的支持下進(jìn)入了高效能計(jì)算機(jī)系統(tǒng)開(kāi)發(fā)領(lǐng)域。企業(yè)的參與，促進(jìn)了高效能計(jì)算機(jī)的市場(chǎng)化和產(chǎn)業(yè)化，加快了我國(guó)高效能計(jì)算機(jī)的產(chǎn)品研制和市場(chǎng)推廣，同時(shí)也為企業(yè)自身帶來(lái)了無(wú)形的技術(shù)支撐和有形的效益保障。

    超級(jí)計(jì)算機(jī)作為解決重大挑戰(zhàn)性問(wèn)題的計(jì)算平臺(tái)，其應(yīng)用涉及各個(gè)領(lǐng)域。無(wú)論是石油勘探、氣象預(yù)報(bào)、信息安全等傳統(tǒng)重要領(lǐng)域，還是生物醫(yī)藥開(kāi)發(fā)、材料微觀結(jié)構(gòu)研究等高新科技領(lǐng)域，都高度依賴高效能計(jì)算。尤其基礎(chǔ)科學(xué)領(lǐng)域和尖端工程領(lǐng)域，對(duì)計(jì)算的需求更是永無(wú)止境。

    在完成曙光5000A和聯(lián)想深騰7000兩個(gè)百萬(wàn)億次超級(jí)計(jì)算機(jī)的部署之后，中國(guó)國(guó)家網(wǎng)格已形成了380萬(wàn)億次的聚合計(jì)算能力和2200萬(wàn)億字節(jié)的存儲(chǔ)能力，部署了200多個(gè)應(yīng)用軟件和服務(wù)，實(shí)現(xiàn)了日常運(yùn)行，上海超算中心和中科院超算中心等主要節(jié)點(diǎn)的資源利用率均超過(guò)80％。中國(guó)國(guó)家網(wǎng)格支持了700多個(gè)各類科研和工程項(xiàng)目，在科學(xué)研究、經(jīng)濟(jì)建設(shè)和社會(huì)發(fā)展中發(fā)揮重要作用。如新藥研發(fā)網(wǎng)格被選作國(guó)家重大科技專項(xiàng)“重大新藥創(chuàng)制”項(xiàng)目“綜合性新藥研究開(kāi)發(fā)技術(shù)大平臺(tái)”等的基礎(chǔ)平臺(tái)，有力支持了國(guó)家重大專項(xiàng)的工作。科學(xué)數(shù)據(jù)網(wǎng)格直接支持了高能物理、天文數(shù)據(jù)挖掘和地學(xué)數(shù)據(jù)處理等應(yīng)用系統(tǒng)開(kāi)發(fā)。

    現(xiàn)在，國(guó)家超算天津中心、國(guó)家超算深圳中心和國(guó)家超算山東中心這3個(gè)千萬(wàn)億次級(jí)的超算中心正在全面建設(shè)，將于2010年底前正式接入中國(guó)國(guó)家網(wǎng)格，使其成為國(guó)家高端計(jì)算基礎(chǔ)設(shè)施，從而進(jìn)一步增強(qiáng)中國(guó)國(guó)家網(wǎng)格的能力。

    重大項(xiàng)目今天所取得的成績(jī)，是國(guó)家“863”計(jì)劃20年支持的結(jié)果，也是該領(lǐng)域科技人員數(shù)十年艱苦奮斗的結(jié)晶。錢(qián)德沛教授將千萬(wàn)億次超級(jí)計(jì)算機(jī)的研制和應(yīng)用比作一個(gè)“與世界列強(qiáng)同場(chǎng)賽跑的過(guò)程”，這個(gè)過(guò)程永無(wú)止境。